[TẶNG BẠN] TRỌN BỘ Bí kíp học tốt 08 môn
Chắc suất Đại học top - Giữ chỗ ngay!!
ĐĂNG BÀI NGAY để cùng trao đổi với các thành viên siêu nhiệt tình & dễ thương trên diễn đàn.
LỚP 11
BÀI 28. LĂNG KÍNH
I. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM
1. Cấu tạo của lăng kính
· Lăng kính là một khối chất trong suốt đồng chất, thường có dạng lăng trụ tam giác.
· Các phần tử của lăng kính gồm: cạnh, đáy, hai mặt bên.
· Về phương diện hình học, một lăng kính được đặc trưng bởi:
+ Góc chiết quang [imath]A[/imath]
+ Chiết suất [imath]n[/imath]
2. Đường đi của tia sáng qua lăng kính
Chiếu một tia sáng $SI tới mặt bên có hướng từ đáy lên, đường đi của tia sáng qua lăng kính sau hai lần khúc xạ và không bị phản xạ toàn phần như hình vẽ.
[imath]A[/imath] là góc chiết quang, là góc hợp bởi hai mặt bên.
[imath]i_1[/imath] là góc tới
[imath]r_1[/imath] là góc khúc xạ của tia sáng ở lần khúc xạ thứ nhất tại [imath]I.[/imath]
Theo định luật khúc xạ ta có: [imath]\sin i_1 = n.\sin r_1[/imath], với [imath]n[/imath] là chiết suất tỉ đối của lăng kính đối với môi trường chứa nó.
[imath]r_2 = A− r_1[/imath] là góc tới của tia sáng ở mặt bên thứ hai
[imath]i_2[/imath] là góc ló, cũng là góc khúc xạ tại [imath]J[/imath]
Theo định luật khúc xạ ta có: [imath]sin i_2 = n.\sin r_2[/imath]
Tia sáng ló [imath]JR[/imath] qua lăng kính bị lệch về phía đáy, góc lệch [imath]D[/imath] của phương tia ló so với phương tia tới là: [imath]D = i_1 + i_1 – A[/imath]
3. Các công thức lăng kính:
[imath]\left\{\begin{matrix} \sin i_1=n.\sin r_1 & \\ sin i_2=n.\sin r_2 & \\ A=r_1+r_2 & \\ D=i_1+i_2−A & \end{matrix}\right.[/imath]4. Công dụng của lăng kính
Lăng kính phản xạ toàn phần có tác dụng như gương phẳng nên dùng làm kính tiềm vọng ở các tàu ngầm(SGK cũ).Trong ống nhòm người ta dùng 2 lăng kính phản xạ toàn phần để làm đổi phương truyền của tia sáng.
II. GIẢI CÂU HỎI SÁCH GIÁO KHOA
Câu C1 :
Tại sao ánh sáng truyền từ không khí vào lăng kính, luôn có sự khúc xạ và tia khúc xạ lệch gần tia pháp tuyến hơn so với tia tới.Trả lời:
+ Chiết suất của các chất làm lăng kính bao giờ cũng lớn hơn chiết suất của không khí: [imath]n > 1[/imath] nên ánh sáng truyền từ không khí vào lăng kính là từ môi trường chiết quang kém sang môi trường chiết quang hơn do đó luôn có tia khúc xạ.
+ Mặt khác, khi ánh sáng khúc xạ ở mặt bên thứ nhất ta có [imath]\dfrac{\sin i_1}{\sin r_1}=n>1⇒i_1>r_1[/imath] nên luôn có sự khúc xạ và tia khúc xạ lệch gần tia pháp tuyến hơn so với tia tới.
Câu C2 :
Hãy thiết lập công thức lăng kính.Trả lời:
Chiếu một tia sáng [imath]SI[/imath] tới mặt bên có hướng từ đáy lên, đường đi của tia sáng qua lăng kính sau hai lần khúc xạ và không bị phản xạ toàn phần như hình vẽ.
[imath]A[/imath] là góc chiết quang, là góc hợp bởi hai mặt bên.
[imath]i_1[/imath] là góc tới
[imath]r_1[/imath] là góc khúc xạ của tia sáng ở lần khúc xạ thứ nhất tại [imath]I.[/imath]
Theo định luật khúc xạ ta có: [imath]\sin i_1 = n.\sin r_1[/imath], với [imath]n[/imath] là chiết suất tỉ đối của lăng kính đối với môi trường chứa nó.
[imath]r_2 = A− r_1[/imath] là góc tới của tia sáng ở mặt bên thứ hai
[imath]i_2[/imath] là góc ló, cũng là góc khúc xạ tại [imath]J[/imath]
Theo định luật khúc xạ ta có: [imath]\sin i_2 = n.\sin r_2[/imath]
Tia sáng ló JR qua lăng kính bị lệch về phía đáy, góc lệch D của phương tia ló so với phương tia tới là: [imath]D = i_1 + i_1 – A[/imath]
Vậy ta có các công thức lăng kính: [imath]\left\{\begin{matrix} \sin i_1=n.\sin r_1 & \\ sin i_2=n.\sin r_2 & \\ A=r_1+r_2 & \\ D=i_1+i_2−A & \end{matrix}\right.[/imath]
Câu C3 :
| Giải thích sự phản xạ toàn phần ở mặt phân cách bên lăng kính ở hình [imath]28.7 SGK[/imath] |  |
Trả lời:
Lăng kính phản xạ toàn phần là lăng kính có tiết diện thẳng là tam giác vuông cân [imath]ABC[/imath] vuông tại [imath]A[/imath]. Như vậy [imath]\widehat{B}=\widehat{C}=45^o[/imath]
 |  |
| + Chùm tia sáng tới song song tới góc vuông với mặt bên [imath]AB[/imath], sẽ truyền thẳng vào lăng kính tới đáy BC dưới góc tới trên mặt đáy [imath]BC[/imath] là [imath]i_2 = 45^o[/imath]. Chất làm lăng kính có chiết suất n thỏa mãn điều kiện sao cho góc giới hạn [imath]i_{gh} < i_2 = 45^o[/imath]. Tức là: sinigh=1n<sin45∘⇒12⇒n>2 [imath]+[/imath] Khi đó sẽ thõa mãn điều kiện phản xạ toàn phần tại đáy [imath]BC.[/imath] Ta thu được tia phản xạ với góc phản xạ [imath]i_2’ = i_2 = 45^o[/imath]. Như vậy tia này sẽ vuông góc với mặt bên [imath]AC[/imath] nên sẽ truyền thẳng ra ngoài không khí mà không bị khúc xạ. | [imath]+[/imath] Chùm tia sáng tới song song tới vuông góc với mặt đáy [imath]BC[/imath], sẽ truyền thẳng vào lăng kính tới mặt bên AB dưới góc tới trên mặt bên [imath]AB[/imath] là [imath]i_2=45^o[/imath]. Chất lăng kính có chiết suất n thỏa mãn điều kiện sao cho góc tới giới hạn igh < i2 = 45°. Tức là: [imath]\sin i_{gh}=\dfrac 1 n<\sin 45^o= \dfrac 1{\sqrt 2}\Rightarrow n>2[/imath] + Khi đó sẽ thỏa mãn điều kiện phản xạ toàn phần tại mặt bên AB. Ta thu được tia phản xạ với góc phản xạ [imath]i_2’ = i_2 = 45^o[/imath]. Như vậy tia sáng này sẽ song song với mặt đáy [imath]BC[/imath] nên sẽ truyền thẳng tới mặt bên [imath]AC[/imath] dưới góc tới [imath]i_3 = 45^o[/imath]. Như vậy tại mặt [imath]AC[/imath] cũng thỏa mãn điều kiện phản xạ toàn phần. Ta thu được tia phản xạ với góc phản xạ [imath]i_3’ = i_3 = 45^o[/imath]. Như vậy tia này sẽ vuông góc với mặt bên [imath]BC[/imath] nên sẽ truyền thẳng ra ngoài không khí mà không bị khúc xạ. |
Chúc em học tốt!
Xem thêm tại HỆ THỐNG MỤC LỤC CÁC BÀI
